使用Python來收集、處理和可視化人口數(shù)據(jù)

如何使用Python這一流行的編程語言來收集、處理和可視化印度和中國的人口數(shù)據(jù)呢？本文將向你介紹一些基本的步驟和技巧，幫助你掌握Python進行可視化分析的方法。我們將使用以下幾個庫來進行數(shù)據(jù)分析和可視化：

• pandas：一個提供高性能、易用的數(shù)據(jù)結構和數(shù)據(jù)分析工具的庫。
• requests：一個簡潔、優(yōu)雅的HTTP庫，用于發(fā)送網(wǎng)絡請求和獲取數(shù)據(jù)。
• matplotlib：一個強大的繪圖庫，支持多種圖形和樣式。
• seaborn：一個基于matplotlib的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化庫，提供了更美觀、更高級的圖形接口。

獲取數(shù)據(jù)

我們可以從一些公開的數(shù)據(jù)源獲取印度和中國的人口數(shù)據(jù)，例如世界銀行、聯(lián)合國等。

我們選擇使用以下在線數(shù)據(jù)資源：

• 世界銀行Open Data，收集1960年至2019年的人口數(shù)據(jù)。

我已經(jīng)將CSV文件保存為“population_data_world_bank.csv”。使用Pandas讀取并查看前幾行數(shù)據(jù)：

# 讀取CSV文件
df = pd.read_csv('population_data_world_bank.csv')
df.head()

輸出結果如下：

image-20230515205718889

處理數(shù)據(jù)

我們只需要提取印度和中國的數(shù)據(jù)行，并剔除其他的國家，得到每年兩個國家的總人口。我們可以使用df來提取行，然后使用pandas的loc方法來篩選數(shù)據(jù)。

india_wb = df[df['Country Name'] == 'India']
china_wb = df[df['Country Name'] == 'China']

# 提取歷史人口數(shù)量數(shù)據(jù)
india = india_wb.loc[:, '1960': '2021'].T
china = china_wb.loc[:, '1960': '2021'].T

我們從“ Country Name”列中選擇了印度和中國的行，并且只選取了1960年至2021年的歷史人口數(shù)據(jù)。

我們可以查看一下處理后的數(shù)據(jù)，它們是一個pandas的Series對象，索引是年份，值是人口。

india.head()

輸出：

109
1960  445954579.0
1961  456351876.0
1962  467024193.0
1963  477933619.0
1964  489059309.0

china.head()

輸出：

40
1960  667070000.0
1961  660330000.0
1962  665770000.0
1963  682335000.0
1964  698355000.0

可視化數(shù)據(jù)

最后，我們可以使用matplotlib和seaborn來繪制印度和中國的人口變化曲線圖，比較兩個國家的人口差異和趨勢。我們可以使用plt.plot方法來繪制折線圖，然后使用plt.legend方法來添加圖例，使用plt.xlabel和plt.ylabel方法來添加坐標軸標簽，使用plt.title方法來添加標題，使用plt.show方法來顯示圖形。

import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns

plt.plot(india.index, india.values, label='India')
plt.plot(china.index, china.values, label='China')
plt.legend()
plt.xlabel('Year')
plt.ylabel('Population')
plt.title('Population of India and China')
plt.show()

輸出：

image-20230515211149551

從圖中我們可以看到，印度和中國的人口在過去兩個多世紀都呈現(xiàn)出快速增長的趨勢，但中國的人口增長速度在1970年代以后明顯放緩，而印度的人口增長速度則相對穩(wěn)定。預計在2022年左右，印度的人口將超過中國，成為世界上人口最多的國家。

為了使圖形更加直白易懂，我們可以做一些改進：

• 使用seaborn的set_style方法來設置圖形的風格，例如darkgrid、whitegrid、dark、white或ticks。
• 使用seaborn的set_context方法來設置圖形的上下文，例如paper、notebook、talk或poster。這會影響圖形的尺寸、字體大小等。
• 使用seaborn的set_palette方法來設置圖形的顏色方案，例如deep、muted、bright、pastel或dark。
• 使用plt.xlim和plt.ylim方法來設置x軸和y軸的范圍，以便突出重點區(qū)域。
• 使用plt.xticks和plt.yticks方法來設置x軸和y軸的刻度標簽，以便提高可讀性。
• 使用sns.despine方法來去除圖形邊框中不需要的部分。

以下是改進后的代碼：

sns.set_style('whitegrid')
sns.set_context('talk')
sns.set_palette('dark')

plt.plot(india.index.astype('int'), india.values, label='India')
plt.plot(china.index.astype('int'), china.values, label='China')
plt.legend()
plt.xlabel('Year')
plt.ylabel('Population')
plt.title('Population of India and China')
plt.xlim(1955, 2025)
plt.ylim(0, 1500000000)
plt.xticks(range(1955, 2026, 10))
plt.yticks(range(0, 1600000000, 200000000))
sns.despine(left=True, bottom=True)
plt.show()

輸出：

image-20230515214905282

從圖中我們可以看到，改進后的圖形更加清晰、美觀、易于理解。我們可以更清楚地看到印度和中國人口的變化趨勢和差異，以及兩國人口在2022年左右的交叉點。

總結

本文介紹了如何使用Python對印度和中國人口進行可視化分析，包括獲取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和可視化數(shù)據(jù)三個步驟。通過這個示例，我們可以學習到一些Python進行數(shù)據(jù)分析和可視化的基本方法和技巧。當然，這只是一個簡單的入門教程，如果你想深入學習Python進行可視化分析的話，你還需要掌握更多的知識和技能。希望本文對你有所幫助。